Rodaje del grupo electrógeno

Rodaje del grupo electrógeno
Un grupo electrógeno es un equipo capaz de convertir energía mecánica u otras formas de energía renovable en energía eléctrica. Por lo general, los grupos electrógenos más comunes son los impulsados por turbinas de vapor, turbinas o motores de combustión interna (de gasolina, diésel y otros), pero en los últimos años han surgido nuevas fuentes de energía renovable, como la nuclear, la eólica, la solar, la biomasa y la energía oceánica, entre otras. A medida que aumenta la capacidad de los grupos electrógenos diésel, estos pueden funcionar durante largos períodos y proporcionar un suministro de energía continuo; además, pueden operar de manera independiente, sin necesidad de funcionar en paralelo con la red eléctrica regional, lo que los protege de fallas en la red y les confiere una alta confiabilidad. Son particularmente comunes en algunas zonas donde el suministro eléctrico no es muy confiable; los generadores diésel desempeñan un papel tanto como fuente de energía de respaldo como de emergencia, y además permiten una optimización racional mediante un sistema de baja presión. Por lo general, se utilizan para alimentar las cargas más importantes durante los cortes de energía, por lo que se han utilizado ampliamente en diversos proyectos. A continuación, se presentan los principios básicos y la estructura de un generador común:
1. Conjunto de turbina y generador. Para lograr una alta eficiencia, generalmente se utiliza una turbina de alta velocidad, normalmente de 3000 r/min (frecuencia de 50 Hz) o 3600 r/min (frecuencia de 60 Hz). En las centrales nucleares, la velocidad de la turbina es baja, pero también alcanza las 1500 rpm o más. En los turbogeneradores de alta velocidad, para reducir la fuerza centrífuga generada debido a la tensión mecánica y disminuir la abrasión por el viento, por lo general se utiliza un rotor de diámetro relativamente pequeño y longitud relativamente grande, es decir, se emplea un rotor delgado. Especialmente en las unidades de alta velocidad y gran capacidad que operan a 3000 r/min o más, debido a la relación entre la resistencia del material y el diámetro del rotor, este último está estrictamente limitado, por lo general a no más de 1,2 metros. La longitud del cuerpo del rotor ha limitado la velocidad crítica. Cuando la longitud del cuerpo supera 6 veces el diámetro, la segunda velocidad crítica del rotor se acercará a la velocidad de funcionamiento del motor, lo que puede provocar grandes vibraciones durante el funcionamiento. Por lo tanto, el tamaño del rotor de los turbogeneradores grandes de alta velocidad está severamente restringido. En los motores de alrededor de 100 000 kilovatios refrigerados por aire, el tamaño del rotor ya ha alcanzado sus límites; para aumentar aún más la capacidad del motor, solo se puede lograr mediante el aumento de la carga electromagnética. Por lo tanto, debemos reforzar la refrigeración del motor. Así, para generadores de turbina de 5 a 10 millones de kW con un buen efecto de refrigeración, son adecuadas las tecnologías de refrigeración por hidrógeno o por agua. Desde la década de 1970, las unidades de generador de turbina han alcanzado una capacidad máxima de 130 a 150 millones de kilovatios. Desde 1986, la investigación sobre materiales superconductores de alta temperatura crítica ha logrado un avance significativo. Se espera que la tecnología superconductora se aplique en las turbinas y los generadores de turbina, lo que supondrá un nuevo salto histórico.
(2) Unidad hidroeléctrica impulsada por el grupo turbina-generador. Debido a las diferentes condiciones naturales de la energía hidroeléctrica, la capacidad y la velocidad de la unidad hidroeléctrica varían ampliamente. Por lo general, las pequeñas centrales hidroeléctricas y las de impacto de alta velocidad impulsadas por turbinas cuentan con una estructura más horizontal, mientras que las de gran tamaño y velocidad media, con generación mediante generador, tienen una estructura vertical de uso múltiple. Dado que las centrales suelen estar alejadas de las ciudades en la mayoría de los lugares, por lo general se requiere más tiempo para cargar las líneas de transmisión de energía; por lo tanto, el funcionamiento del sistema hidroeléctrico debe cumplir con requisitos de mayor estabilidad: los parámetros del motor deben seleccionarse cuidadosamente; se requiere un momento de inercia elevado del rotor. Por lo tanto, el aspecto de la turbina hidráulica-generadora difiere por su diámetro de rotor y su longitud reducida. La puesta en marcha de la unidad hidroeléctrica y su tiempo de respuesta son más rápidos, lo que brinda flexibilidad en la programación; además de su potencia general, es particularmente adecuada como unidad de punta y unidad de reserva en caso de accidentes. La capacidad máxima de una unidad hidroeléctrica generadora ha alcanzado los 70 millones de kilovatios.
3 grupos electrógenos a diésel
Funcionamiento de los grupos electrógenos a diésel: estos transforman la energía del diésel en electricidad y, según sus distintos usos, se pueden clasificar en grupos electrógenos a diésel terrestres y marítimos.
3.1 Generador impulsado por motor diésel: principios básicos de funcionamiento, la conversión de la energía del diésel en electricidad. En el cilindro del motor diésel, el aire limpio filtrado a través del filtro de aire se mezcla con el chorro de diésel que sale de la boquilla de pulverización a alta presión; la compresión del pistón hacia arriba reduce el volumen y aumenta rápidamente la temperatura, lo que provoca la ignición del diésel. Una vez encendido el combustible diésel, la mezcla de gases de combustión se expande de manera intensa y rápida, lo que empuja el pistón hacia abajo, en lo que se conoce como ‘curso de trabajo’. El cilindro genera una cierta potencia, y el empuje que actúa sobre el vástago del pistón se transforma en un impulso que, a través del cigüeñal, impulsa su rotación. El generador síncrono de CA sin escobillas y el cigüeñal del motor diésel están instalados de manera coaxial; así, se puede aprovechar la rotación del rotor del generador impulsada por el motor diésel, utilizando el principio de la ‘inducción electromagnética’, de modo que la fuerza electromotriz inducida por el alternador, al cerrar el circuito de carga, genera corriente. Aquí solo se describe el principio de funcionamiento más básico del grupo electrógeno. Para obtener una salida de potencia utilizable y estable, también se requiere una serie de controles del motor diésel y del generador, así como dispositivos de protección y circuitos.
3.2 Análisis estructural de un grupo electrógeno diésel
Un tipo común de grupo electrógeno diésel, compuesto principalmente por el motor diésel, el generador y el sistema de control, consta de tres partes. En los grupos electrógenos diésel existen dos tipos de conexiones: una es la conexión flexible, es decir, el acoplamiento entre las dos partes, y dos para la conexión rígida, con pernos de alta resistencia que unen la chapa de acero del generador al disco del volante del motor diésel. En el mercado actual, los generadores diésel utilizan mayormente la conexión rígida; en algunos casos, el motor diésel y el generador se conectan tras su instalación en el extremo público del estante, y luego se acoplan con el efecto protector de diversos sensores, como los sensores de temperatura, estos sensores muestran visualmente al operador el funcionamiento del motor; además, con estos sensores se puede establecer un límite máximo; cuando se alcanza o se excede dicho límite, el sistema de control emitirá una prealarma, en ese momento, si el operador no toma medidas, el sistema de control apagará automáticamente la unidad; de esta manera, el grupo electrógeno diésel activa su mecanismo de autoprotección. La retroalimentación recibida de diversos sensores y la función de procesar la información, mostrar los datos y brindar protección real la realiza el sistema de control del generador diésel; el panel de control suele instalarse en las unidades, lo que se conoce como panel de control tipo mochila, así como en algunos casos en una pantalla independiente ubicada en la sala de operaciones, lo que se denomina panel de control separado; El panel de control se conecta mediante cables y sensores al grupo electrógeno, a los motores diésel y a los parámetros eléctricos, y muestra los parámetros de funcionamiento. Además, los generadores cuentan con chasis, acoplamientos, radiador, tanque de combustible y, en algunos casos, están equipados con silenciador y carcasa.